## Analisis Terjadinya Flare Berdasarkan Pergeseran Sudut Rotasi Group Sunspot pada Bulan Januari – Maret 2015 Melalui LAPAN Watukosek
M. F. R.Hasan 1* , Sutrisno 1 , B. Setiahadi 2
1. Jurusan Fisika, FMIPA, Universitas Negeri Malang, Jalan Semarang No. 5, Malang, 65145, Indonesia
2. Lembaga  Penerbangan  dan  Antariksa  Nasional  (LAPAN),  Jalan  Raya  Watukosek  No.  1  Gempol, Pasuran, 67115, Indonesia
* E-mail : jendralrouf@gmail.com

## Abstract
A research to determine the solar activity in the months from January to March 2015, and analyze  the  characteristics  of  flare  on  the  rotation  angle  shifting  of  the  sunspot  group  of sunspot sample observed, has been conducted. The method was observation and descriptive analysis of quantitative data. Determination of coordinates of sunspot was done using the software IDL. These observations were made in the Aerospace Observation Center (BPD) LAPAN  Watukosek.  Data  were  analyzed  in  the  form  of  a  sketch-owned  BPD  Sunspot LAPAN Watukosek, ie sunspot sketch of months from January to March in 2015 and the data  was  taken  from  NOAA.  The  results  showed  that  the  flare  is  not  always  the  case  in large class of sunspot groups, however, the  small class was able to produce a flare. Most flares  ware  occur  after  experiencing  a  shift  angle  in  the  preceding  or  following  although with  angles  that  were  not  too  large  (<10°).  The  highest  solar  activity  was  occurred  in January 2015 with the appearance of a sunspot group consisting of as many as 130 in 1063 sunspots.
Keywords : Sunspot, Flare, IDL (Interactive Data Language)

## Abstrak
Telah dilakukan penelitian yang bertujuan untuk mengetahui aktivitas Matahari pada bulan Januari-Maret 2015, serta menganalisis karakteristik terjadinya flare pada pergeseran sudut rotasi  Group  sunspot  dari  sunspot  sampel  yang  teramati.  Metode  yang  digunakan  adalah observasi  dan  analisis  data  kuantitatif  deskriptif.  Penentuan  koordinat  sunspot  dilakukan dengan  memanfaatkan  software  IDL.  Pengamatan  ini  dilakukan  di  Balai  Pengamatan Dirgantara  (BPD)  LAPAN  Watukosek.  Data  yang  dianalisis  berupa  Sunspot  sket  milik BPD  LAPAN   Watukosek,  yaitu sunspot sket  bulan Januari-Maret  pada  Tahun 2015  dan data  yang  diambil  dari  NOAA.  Hasil  pengamatan  menunjukkan  bahwa  flare  tidak  selalu terjadi pada group sunspot kelas besar, namun kelas kecil pun mampu menghasilkan flare. Sebagian  besar  flare  terjadi  setelah  mengalami  pergeseran  sudut  pada  bagian  preceeding atau  following  meskipun  dengan  besar  sudut  yang  tidak  terlalu  besar  (<10°).  Adapun aktivitas Matahari paling tinggi terjadi pada bulan Januari 2015 dengan munculnya group sunspot sebanyak 130 yang terdiri dari 1063 sunspot.
Kata Kunci: Sunspot, flare, IDL (Interactive Data Language)

## 1. Pendahuluan
Bintang  yang  paling  dekat  dengan  Bumi  adalah  Matahari  dengan  jarak  rata-ratanya  adalah 149.680.000 km. Matahari merupakan plasma dengan temperatur yang sangat tinggi. Matahari terdiri dari inti dan tiga lapisan kulit yaitu fotosfer, kromosfer, dan korona.
Aktivitas Matahari yang paling mudah diamati dari Bumi adalah sunspot (bintik Matahari) dan flare  (ledakan  Matahari). Bintik  Matahari  adalah  suatu  peristiwa  pemunculan bintik-bintik  hitam  di permukaan  Matahari.Kemunculan  bintik  Matahari  dapat  menunjukkan  tingkat  aktivitas
http://journal2.um.ac.id/index.php/jpse EISSN: 2541-2485
Received
8 October 2016
Revised 29 November 2016
Accepted for Publication 1 December 2016
Published 16 December 2016

## JPSE
(Journal of Physical Science and Engineering)
Matahari.Yang berarti jika jumlah bintik dipermukaan Matahari banyak maka aktivitas Matahari pun tinggi.  Sebaliknya  jika  jumlah  bintik  di  permukaan  Matahari  sedikit  maka  aktivitas  Matahari  pun rendah [1].
Bintik  Matahari  terbentuk  akibat  perpotongan  tabung  medan  magnet  dengan  fotosfer. Kemunculan bintik Matahari diawali dengan sebuah bintik hitam berukuran kecil. Semakin kompleks suatu  konfigurasi  bintik  Matahari,  semakin  besar  kemungkinan  terjadi  ketidakstabilan  (instability) medan magnet, sehingga memicu peristiwa flare atau CME [2].
Selama kala hidupnya sunspot akan mengalami perubahan fisisnya antara lain perubahan luas dan  medan  magnet,  baik  kuat  medan  magnetnya  maupun  komplesitasnya  [3].  Dengan  mempelajari perubahan  bentuk,  jumlah  dan  pergerakan  posisi  titik  berat  spot-spot  di  bagian  preceeding  dan following  yang  terjadi  selama  evolusi  group  Sunspot  maka  dapat  ditentukan  karakteristik  indikator fenomena Flare [4].
Flare  merupakan  suatu  fenomena  ledakan  di  Matahari  sebagai  akibat  terbukanya  salah  satu kumparan medan magnet pada bagian Matahari [1]. Peristiwa flare terjadi karena akibat penumpukan medan  magnet  sunspot  yang  kehilangan  daya  untuk  menahan  desakan  plasma  yang  terus  masuk kedalamnya, bila penumpukan telah mencapai titik jenuhnya maka gangguan kecil saja sudah cukup untuk  membebaskan  sejumlah  besar  energinya.  Medan  magnet  akan  melepaskan  plasma  yang dikandungnya.
Flare pada Matahari dapat memengaruhi atmosfer Bumi. Kekuatan radiasi dari perjalanan flare menuju Bumi selama delapan menit dan bisa memengaruhi lapisan atmosfer Bumi paling atas menjadi lebih  terionisasi  dan  meluas.  Sinyal  radio  jarak  jauh  menjadi  terganggu  akibat  perubahan  lapisan ionosfer Bumi, dan dapat merusak komponen elektronik satelit [5].
Berdasarkan  latar  belakang  yang  telah  dipaparkan  yaitu  beberapa  aktifitas  sunspot  dapat memicu  terjadinya  flare,  mulai  dari  perubahan  luas  sampai  dengan  pergeseran  posisi  sunspot. Pengamatan  tentang  pengaruh  luasan  sunspot  terhadap  potensi  terjadinya  flare  sudah  banyak dilakukan, maka dari itu dalam artikel ini memaparkan potensi terjadinya flare berdasarkan penyebab yang  lain  yaitu  pergeseran  sudut  rotasi  group  sunspot,  yang  terjadinya  pada  bulan  Januari  hingga Maret 2015 dengan pengamatan di LAPAN Watukosek.

## 2. Metode Penelitian
Pengamatan  dilakukan  di  Balai  Pengamatan  Dirgantara  (BPD)  LAPAN  Watukosek,  yang beralamatkan  di Jalan  Raya  Watukosek,  PO  BOX  4  Gempol  Pasuruan Jawa  Timur.  Tepatnya  pada letak geografis 7°34'0" LU dan 112°40'37" BT Pada Bulan Januari sampai dengan Maret 2015.
Penelitian  ini  menggunakan  metode  deskriptif  yang  menggambarkan  hasil  pengamatan,  yaitu aktivitas  Matahari  berupa sunspot dan flare ,  dengan  teleskop  yang  dimiliki  oleh  LAPAN  yaitu teleskop sunspot dan  bantuan  data flare dari  NOAA,  yang  kemudian  data  dari  hasil  pengamatan tersebut dipadukan dan akan dianalisis berdasarkan data yang telah dipilih.
Dengan  variabel  terikat  adalah  data flare yang  diperoleh  dari  NOAA.  Dan  variabel  bebas adalah group sunspot sampel, group sunspot sampel yaitu group sunspot pilihan yang telah memenuhi beberapa  persyaratan  yaitu sunspot yang  berevolusi  minimal  selama  lima  hari  dan  berakhir  dengan terjadinya flare ,  serta  memiliki  titik preceeding dan  titik following .  Data  tersebut  diperoleh  dari sunspot sket LAPAN.
2.1 Prosedur Kerja
Prosedur kerja pada pengamatan ini melalui empat tahapan, yang pertama pengumpulan data, tahap kedua yakni melakukan seleksi data, kemudian melakukan pengolahan awal dan yang terakhir melakukan pengambilan data menggunakan software IDL.
2.2.1 Pengumpulan  Data Hal  pertama  yang  harus  dilakukan  dalam  pengamatan  ini  yaitu mengumpulkan semua data, meliputi data sunspot sket dari LAPAN selama tiga bulan (Januari-Maret 2015) dan data sunspot dan flare dari NOAA (hal ini dilakukan karena pada saat itu teleskop H- alpha yang digunakan untuk mengamati flare yang dimiliki LAPAN dalam tahap perbaikan) pengambilan data dari NOAA bisa dilakukan secara online.
2.2.2 Seleksi  Data Sebelum  melakukan  proses  ini  data  yang  diperoleh  dari  NOAA  dicocokkan dengan  data  yang  diperoleh  LAPAN  dengan  memperhatikan  saat  terjadinya flare .  Dari  data  yang diperoleh harus dilakukan seleksi, seleksi data dilakukan untuk memilih sunspot yang sesuai dengan
kriteria. Adapun kriteria yang dimaksudkan adalah sunspot yang berevolusi minimal selama lima hari dan berakhir dengan terjadinya flare , serta memiliki titik preceeding dan titik following . Sunspot ini yang kemudian disebut dengan nama sunspot sampel. 2.2.3 Pengolahan Awal Pengolahan awal yang harus dilakukan adalah menscan data sunspot sket karena  data  yang  nantinya  akan  diolah  adalah  dalam  bentuk softfile .  Proses  berikutnya  adalah melakukan  konversi  gambar  hasil scan,  karena tidak  semua  gambar  bisa  dibaca  oleh software  IDL, software IDL yang akan digunakan hanya bisa membaca gambar dalam bentuk JPEG dengan resolusi dan ukuran yang tidak terlalu besar yaitu +- 100 KB. Proses ini dapat dilakukan dengan menggunakan software imagpal2.win. Tahap ini dilakukan di LAPAN Watukosek. 2.2.4 Pengambilan Data Pada proses pengambilan data hal pertama yang harus dilakukan adalah menginstal software IDL  pada  komputer.  Setelah  itu  membuka  aplikasi  IDL  kemudian  memanggil input file berupa Sunspot sket dengan cara memasukkan kode termasuk Po dan Bo. Dari sinilah bisa ditenntukan posisi sunspot dengan cara melakukan klik kiri dan kanan pada koordinat lintang utara sebelah  barat  dan  timur,  lintang  barat  kemudian  lintang  timur  (masing-masing  tiga  kali)  dan  yang terakhir klik kiri dan kanan pada sunspot sampel yang telah ditentukan dalam dua daerah yaitu bagian terluar dari titik timur dan barat masing masing satu kali. Klik kiri digunakan untuk merekam data dan klik  kanan  untuk  melepas.  Kemudian  output  file  akan  keluar  dalam  bentuk  notepad.  Data  yang diperoleh kemudian dimasukkan dalam bentuk table, dengan bantuan Microsoft Excel. Perlu diingat bahwa output dari IDL dalam satuan derajat.

## 2.2 Teknik Analisis Data
Teknik  analisis  data  dipaparkan  dalam  skema  pada  Gambar  1.  Hal  pertama  yang  harus  dilakukan dalam analisis data adalah memasukkan data output dari IDL ke dalam Microsoft Exel dalam bentuk table. Konsep awal yang ditanamkan yaitu, menentukan sunspot sampel titik timur pada hari pertama pengamatan sebagai acuan untuk hari-hari berikutnya (untuk satu data/ nomor  grup sunspot sampel yang diamati). Dalam hal ini acuan yang dimaksudkan adalah titik nol ketika sunspot hari berikutnya ditranslasikan pada hari pertama.
Sunspot pada  hari  kedua  dan  seterusnya  harus  ditranslasikan  menuju  titik  yang  telah disepakati  pada  hari  pertama  yaitu  titik  timur.  Hari-hari  berikutnya  digeser  menuju  titik  timur  hari pertama, kemudian jumlah dari translasi tersebut dijumlahkan kepada titik barat agar titik barat ikut berpindah mengikuti titik awal. Dari titik barat hari pertama dan hasil translasi inilah  bisa diugukur besar sudut rotasi sunspot .

## 3. Hasil dan Pembahasan
3.1 Aktivitas Matahari Berdasarkan Jumlah Kemunculan Group Sunspot pada Bulan Januari-Maret 2015
Kemunculan bintik Matahari dapat mengindikasikan tingkat aktivitas Matahari. Dengan kata lain, jika jumlah  bintik  dipermukaan  Matahari  banyak  maka  aktivitas  Matahari  pun  tinggi.  Sebaliknya  jika jumlah  bintik  di  permukaan  Matahari  sedikit  maka  aktivitas Matahari  pun rendah  [1].  Selain  bintik Matahari ada juga fenomena lain yaitu flare atau bisa dikenal dengan lidah api atau semburan yang keluar dari permukaan Matahari, yang kemunculannya diawali dengan munculnya sunspot .
Gambar 1. Translasi sunspot sampel Hari pertama Hari kedua, dst
Gambar 2. Grafik hubungan antara jumlah Sunspot dan evolusi Sunspot dalam tanggal pada bulan Januari-Maret 2015
Pengamatan  ini  dilakukan  mulai  bulan  Januari  sampai  dengan  Maret  2015  di  LAPAN Watukosek untuk memantau aktivitas harian Matahari. Grafik hasil pengamatan ditunjukkan Gambar 2. Bulan Januari ditandai dengan warna biru, sedangkan bulan Februari ditandai dengan warna hijau Muda  dan  untuk  Bulan  Maret  ditandai  dengan  warna  kuning  dengan  disertakan  jumlah sunspot ditandai dengan warna yang sesuai dengan bulannya. Pada bulan Januari terdapat tiga sunspot yang bernilai  nol  yaitu  pada  tanggal  13,  20  dan  31,  bukan  berarti  pada  hari  itu  tidak  ada sunspot sama sekali, melainkan pada hari itu LAPAN tidak melakukan pengamatan disebabkan kendala teknis.
Pada  grafik  tersebut  jumlah sunspot tidak  menentu,  artinya  dalam  satu  bulan  tertentu  jumlah sunspot selalu bertambah atau berkurang, bisa saja bertambah dan bisa juga berkurang, bisa juga tidak muncul sama sekali tergantung tingkat aktivitas Matahari. Begitu pula dengan evolusi sunspot , luas permukaan sunspot tidak selalu berkembang mulai kelas A-F, akan tetapi bisa jadi di tengah-tengah evolusi  mengalami  perkembangan  yang  naik  turun  bahkan  bisa  juga  baru  menginjak  kelas  A/B kemudian hilang.
Pada  Bulan  Januari  dan  Februari  Sunspot  mula-mula  bertambah  banyak  kemudian  menurun kemudian  naik  lagi.  Sementara  pada  bulan  Maret  jumlah sunspot mula-mula  turun  kemudian  naik kemudian turun lagi dan naik lagi dan pada akhirnya turun lagi.
Jumlah  total  kemunculan sunspot yang  teramati  paling  banyak  terjadi  pada  bulan  Januari dengan 130 grup sunspot dan terdiri dari 1063 sunspot (pengamatan dilakukan selama 28 hari pada bulan Januari), sedangkan pada Bulan Februari terdapat 83 grup sunspot dan terdiri dari 791 Sunspot, dan pada Bulan Maret terdapat 85 grup sunspot dan terdiri dari 662 sunspot . Jadi berdasarkan hasil pengamatan  tersebut  dapat  dilihat  selama  tiga  bulan  tersebut  aktifitas  Matahari  paling  aktif  terjadi pada bulan Januari.
3.2 Karakteristik Terjadinya Flare pada Pergeseran Sudut Rotasi Grup Sunspot dari Sunspot Sampel yang Teramati
Munculnya sunspot dapat  digunakan  sebagai  pertanda  bahwa  aktifitas  magnetik  di  daerah  tersebut mulai  meningkat  dibandingkan  dengan  daerah  lain  yang  tidak  terdapat sunspot dipermukaan Matahari. Karena itu mekanisme pelepasan energi dalam suatu peristiwa flare selalu dikaitkan dengan evolusi grup sunspot . Kelas grup sunspot dan kompleksitas medan magnetiknya sangat menentukan produktivitas pembentukan flare [6]. Umumnya flare cenderung muncul pada grup-grup sunspot yang tergolong besar, karena pada grup sunspot yang tergolong besar dimungkinkan memiliki kompleksitas medan magnet yang besar pula.  Oleh  karena  itu  ketika  terjadi  penumpukan  medan  magnet sunspot dan sunspot tersebut  tidak mampu  menahan  desakan  plasma  yang  terus  masuk  ke  dalamnya  maka  terjadilah flare .  Jika penumpukan  telah  mencapai  titik  jenuhnya,  maka  gangguan  kecil  saja  sudah  cukup  untuk membebaskan  sejumlah  besar  energinya.  Medan  magnet  akan  melepaskan  plasma  yang dikandungnya.
Peristiwa  medan  magnet  yang  saling  bersinggungan  dapat  diamati  melalui  gerak  rotasi  yang terjadi  pada  group sunspot antara  titik preceeding dan following .  Pada  umumnya flare lebih  sering terjadi pada grup-grup sunspot kelas besar (seperti kelas D, E, F, G, H, J). Namun berdasarkan data pengamatan grup sunspot Nomor 12290 dan 12293 (NOAA) atau 42 dan 47 (LAPAN) dimana grup
tersebut  tergolong sunspot dengan  kelas  kecil  (untuk  42  kelas  C  dan  untuk  47  kelas  B),  kemudian beberapa hari setelah mengalami evolusi ternyata mampu menghasilkan flare . Artinya sunspot kelas tersebut  telah  memasuki  fase  tidak  sanggup  lagi  menahan  desakan  plasma  yang  terjadi,  sehingga terjadilah flare , meskipun grup tersebut tergolong masih kecil.  Hasil pengamatanya, diberikan pada Gambar 3.
Begitu juga  dengan  data  pengamatan  grup sunspot Nomor  12305  (NOAA)  atau  54  (LAPAN) dimana  grup sunspot tersebut  tergolong  kelas  besar  (Kelas  E)  namun  tidak  seketika  itu  pula mengalami flare ,  melainkan  mengalami  pergeseran  ataupun  aktivitas  perpotongan  medan  magnet beberapa  hari  kemudian  pada  hari  ke  lima  baru  mengalami flare .  Karena  akibat  pergerakan  rotasi itulah terjadi peristiwa medan magnet yang saling bersinggungan yang mengakibatkan medan magnet terus  mendesak sunspot dan  ketika sunspot tidak  mampu  menahan  maka  terjadilah flare .  Hasil pengamatanya, diberikan pada Gambar 4.
Gambar 3. Evolusi Sunspot Nomor 42
Gambar 4. Evolusi Sunspot Nomor 54
Dari beberapa  perbandingan  data  di  atas  menunjukkan  bahwa  pergeseran  sudut rotasi sunspot yang  terjadi  pada  grup sunspot sampel  bisa  menjadi  salah  satu  penyebab  terjadinya flare .  Tabel tersebut  menunjukkaan  bahwa flare terjadi  setelah  mengalami  pergeseran  rotasi sunspot pada  sudut antara 1-10 derajat.
Besar  pergeseran  sudut  rotasi  tidak  selalu  naik  atau  pun  sebaliknya,  bisa  juga  naik  kemudian turun,  atau  turun  baru  kemudian  naik,  dan  bisa  juga  tetap  tergantung  besar  medan  magnet  yang bekerja. Hasil pengamatan kami, diberikan pada Gambar 5.
Dari hasil pengamatan dilihat bahwa jarang sekali terjadi pergeseran posisi sunspot preceeding maupun following pada arah lintang baik utara maupun selatan yang terjadi secara signifikan (>10°). Adapun  sebagian  besar flare terjadi  setelah  mengalami  pergeseran  posisi  bagian preceeding atau following meskipun dengan besar sudut yang tidak terlalu besar (<10°)

## 4. Kesimpulan
Jumlah total kemunculan sunspot yang teramati paling banyak terjadi pada bulan Januari dengan 130 grup sunspot dan terdiri dari 1063 sunspot,pada bulan Februari terdapat 83 grup sunspot dan terdiri dari 791 sunspot, dan pada bulan Maret terdapat 85 group sunspot dan terdiri dari 662 sunspot. Jadi dapat disimpulkan bahwa selama tiga bulan tersebut aktifitas Matahari paling aktif terjadi pada bulan Januari.
Flare  tidak  selalu  terjadi  pada  grup  sunspot  kelas  besar,  namun  kelas  kecil  pun  mampu menghasilkan flare, hal ini menunjukkan bahwa flare terjadi setelah mengalami pergeseran sudut pada bagian preceeding atau following meskipun dengan besar sudut yang tidak terlalu besar (<10°).

## References
[1] J.  Maspupu  (2011),  Prediksi  Bintik  Matahari  Untuk  Siklus  24  Secara  Numerik. Jurnal .  FMIPA UNY.
[2] G.  S.  Budhi,  dkk  (2011),  Kombinasi  Self-Organizing  Map  Neural  Network  dan  K-Nearest Neighbor  untuk  Klasifikasi  Otomatis  Citra  Kelompok  Bintik  Matahari, Konferensi  Nasional Sistem dan Informatika , Universitas Kristen Petra Surabaya.
[3] Setiyowati  (2012),  Keterkaitan  Luas  Group  Sunspot  Kelas  D,  D,  dan  F  Dengan  Peristiwa  Flare Kelas  M  dan  X  pada  Siklus  Matahari  ke-23, Skripsi  tidak  diterbitkan :  Universitas  Pendidikan Indonesia.
[4] N. Widodo (2000), Menentukan perkiraan umur produktif Sunspot kelas D, E dan F berdasarkan frekuensi Flare, Warta LAPAN Vol. 2, No. 2.
[5] M. S. Munir (2005), Analisis Grup Sunspot dan Saat Terjadinya Flare, Skripsi. Tidak diterbitkan , Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Malang.
[6] Dani,  Tiar,  dkk  (Tahun  tidak  disebutkan),  Analisis  Empirik  Kejadian  Flare  Terkait  dengan Perubahan Fisik Sunspot. LAPAN.